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一种低成本的大功率光伏离网逆变器设计.doc
一种低成本的大功率光伏离网逆变器设计
摘 要: 针对光伏离网逆变器功率小且SPWM控制算法实现复杂的问题,研究了SPWM数字化实现方法,提出一种基于STM32F030超值系列单片机的大功率、低成本光伏离网逆变器实现方案。该方案先将光伏蓄电池中的直流电逆变为工频低压交流电,再用工频变压器升压到市电。其中,为控制电路供电的DC/DC电源实现了宽电压输入范围跳周期调制,降低开关损耗;逆变桥臂用7个MOSFET代替1个IGBT,降低成本,增大输出功率,最大输出功率达6 720 W。控制算法上提出改进的SPWM数字化实现方法,该方法易于在低成本微控制器上实现,进一步降低控制成本。通过实验证明,该逆变器带负载时稳定输出220 V工频正弦交流电。
关键词: 光伏离网逆变器; SPWM算法; DC/DC调制模式; 电压电流采样; 过零点检测; 温度测量
中图分类号: TN602?34; TM464 文献标识码: A 文章编号: 1004?373X(2016)14?0166?05
Design of a low?cost and high?power photovoltaic off?grid inverter
LI Shiguang, WANG Qingli, GAO Zhengzhong, XU Huanqi, WU Rao
(College of Electrical Engineering and Automation, Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266590, China)
Abstract: Since the photovoltaic (PV) off?grid inverter’s power is too low and the SPWM control algorithm for it is complex to implement, the SPWM digital implementation method is studied, and a implementation scheme of high?power and low?cost PV off?grid inverter based on STM32F030 microcontroller is proposed. With the scheme, the direct current in PV cell is inverted into the low?voltage alternating current of power frequency, and then the alternating current is boosted to the electric supply through the power frequency transformer. The DC/DC power supplying for the control circuit can realize the wide range voltage input and pulse skipping modulation to reduce the switching loss. The inverter bridge arm is composed of 7 MOSFETs instead of 1 IGBT, which can reduce the cost and increase the output power (the maximum output power can reach up to 6 720 W). The improved SPWM digital realization method is proposed for the control algorithm. The method is liable to implement on low?cost microcontroller, and can further reduce the control cost. The experimental results show that the inverter can output the stable 220 V alternating current while loaded.
Keywords: photovoltaic off?grid inverter; SPWM algorithm; DC/DC modulation mode; voltage and current sampling; zero cros
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